Automatizace čerpadlových stanic

Bez čerpadlových stanic to nejde - bohužel, řeknete. Protože tyto systémy, které v různých fázích čištění prohání zařízením obrovské množství vody, jsou náchylné k poruchám a potřebují hodně energie. Festo pro tyto „problémové děti“ vyvinulo spolehlivé a energeticky efektivní řešení automatizace, které se již mnohokrát osvědčilo po celém světě. Vše se točí kolem zpětných ventilů. Při práci s Festo je ale nepotřebujete.

Žádná úprava vody bez čerpadel

V čistírně odpadních vod neustále běží čerpadla a čerpají enormní množství vody. Jde o obrovské stroje - a spotřeba elektřiny je vysoká. Není divu, že spotřeba energie v čistírnách odpadních vod představuje až 20 % komunálních nákladů na elektřinu. Velká část je způsobena provzdušňováním, druhým nákladným místem jsou čerpadlové stanice. Zvlášť silný je tento jev na zastaralých technologiích. Zejména při současném chodu několik čerpadel. A když jich z důvodu redundance musíte mít více.

Jedno je jasné: všichni si přejeme energeticky účinné procesy - a stále více je požadujeme. Ze zkušeností víme, že většina zařízení má velký potenciál pro úspory energie. Nejprve se podívejme na konvenční čerpadlovou stanici. Nebo přejděte rovnou na řešení Festo.

Zpětné ventily skryjí následné náklady

I dnes jsou čerpadlové stanice mnoha čistíren a vodáren běžně chráněny mechanickými zpětnými ventily. Zpětné ventily by v zásadě měly zabránit zpětnému toku vody, když čerpadlo neběží. Řešení s mechanickými zpětnými ventily má ale řadu nevýhod. Především jsou náchylná k poruchám a neefektivní.

Rizika, opotřebení a poškození

Hlavní potíž je v tom, že zpětný ventil klade vlivem klapky odpor výkonu čerpadla, které jej musí překonat. To stojí více energie, než by bylo nutné. Ve skutečnosti zpětný ventil ovlivňuje dokonce provozní bezpečnost. Když je čerpadlo v klidu, působení mikroorganizmů vede ke vzniku plynové bubliny, a ta brání automatickému spuštění čerpadla. Nejprve tedy musíte ručně otevřít zpětný ventil, aby bublina mohla uniknout a čerpadlo se rozběhlo.

Z dlouhodobého hlediska také platí, že zavírání zpětných ventilů může ve vodě způsobit tlakový ráz a silně namáhat potrubí. Potrubí se tak dříve nebo později poškodí. A ještě další faktor zkracuje životnost celého systému: zpětné ventily jsou náchylné k netěsnostem. Výsledkem netěsností je zpětný průtok, který se obtížné zjišťuje. Když už je poškození viditelné, často musíte vyměnit nejen zpětný ventil, ale v nejhorším případě i celé čerpadlo.

Pneumatické řešení s nožovými šoupátky

Místo mechanických zpětných ventilů nabízí Festo bezpečné a energeticky efektivní řešení pro čerpadlové stanice: automatická šoupátka s pneumatickými přímočarými pohony. Armatury jsou připojeny přes centrální nebo decentralizované PLC.

Energeticky efektivní provoz čerpadel

Důležitým argumentem ve prospěch pneumaticky automatizovaného šoupátka je, že čerpadlo již nemusí pracovat proti odporu způsobenému klapkou. Úspory energie dosažené na čerpadle jsou mnohem vyšší než energie potřebná pro dodatečné řízení a pro výrobu stlačeného vzduchu.

Trvale stabilní zařízení

Ventily Namur, které jsou ovládány centrálním nebo decentrálním PLC a jsou upevněny přímo na přímočar pohon, zajišťují, aby se nožová šoupátka otevírala a zavírala současně s čerpadlem. Pokud se vytváří nežádoucí bubliny, uniknou ihned po otevření šoupátka, a nebrání čerpadlu v náběhu. Díky řízenému zavírání nevznikají v potrubí žádné rázy. Automatizované nožové šoupátko se příliš neopotřebovává a velmi dobře těsní, což výrazně prodlužuje životnost systému.

Vyšší provozní spolehlivost

I v případě výpadku proudu zůstane Váš systém spolehlivý a najede do bezpečné polohy, protože v případě výpadku napětí je automaticky k dispozici zásobník se stlačeným vzduchem. Pneumatické pohony mají tři nouzové funkce: otevřít, zavřít, zastavit. Vždy je zaručena funkce armatur odpovídající dané situaci.

Výhody pneumatického řešení

Automatizovaná šoupátka s pneumatickými přímočarými pohony od společnosti Festo nabízejí řadu hmatatelných výhod:

  • Úspora nákladů: provozovatelé čistíren odpadních vod dosahují stejné čerpací kapacity s výrazně menší spotřebou energie.
  • Spolehlivost zařízení: protože šoupátka jsou těsně uzavřena, nedochází během provozu k žádným nezjištěným netěsnostem.
  • Disponibilita: pneumaticky ovládané průmyslové ventily bodují svou snadnou manipulací a nízkou náchylností k poruchám. Zvýšením tlaku vzduchu snadno překonáte velké odtrhové momenty způsobené usazeninami.
  • Bezpečnost při poruše: automatizovaná nouzová funkce zaručuje přívod stlačeného vzduchu i v případě poklesu napětí.
  • Stabilita: pneumatické pohony při otevírání a zavírání šoupátka přesvědčí svou odolností, dlouhou životností a ochranou proti přetížení.
  • Pracovní podmínky: hladina hluku je výrazně nižší.

Ukázkový příklad čistírny odpadních vod Sindelfingen

Společnost Festo dosud úspěšně implementovala popsané řešení ve více než 100 vodárnách a více než 200 čistírnách odpadních vod. Například v čistírně odpadních vod v Sindelfingenu. Závod čistí odpadní vodu přibližně od 250 000 obyvatel jižního Německa. V čerpadlové stanici, která přivádí odpadní vodu z primární usazovací nádrže k biologickému čištění, je šest odstředivých čerpadel, každé se spotřebou energie 90 kW a dopravním výkonem až 500 l/s při výtlaku 8 až 9 m. Podle množství odpadní vody je v provozu až pět čerpadel. Pro redundanci je zde jedno čerpadlo.

Před přestavbou musel být zpětný ventil neustále udržován v otevřené poloze, což však snižovalo čerpací výkon až o 10 %. Kromě toho se omezoval průřez pro volný průtok. A když se zpětný ventil zavřel, potrubí utrpělo vodní ráz.

Zpětné klapky jsme zcela nahradili pneumatickou automatizací existujících šoupátek, čímž jsme dosáhli stejné čerpací kapacity s podstatně menším množstvím energie. Čistírna odpadních vod v Sindelfingenu ročně ušetří téměř 90 000 kWh. To odpovídá 2 % z celkové energetické potřeby čistírny odpadních vod a roční úspora nákladů přesahuje 11 000 eur. Sdružení investovalo 25 000 eur. Můžete si sami vypočítat, kdy se automatizace s Festo začne vyplácet.